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固定頂儲罐自力式氮封閥應(yīng)用案例

  • 發(fā)布日期:2023-06-18      瀏覽次數(shù):1953
    • 固定頂儲罐自力式氮封閥應(yīng)用案例

      自力式氮封閥又名儲罐氮封閥主要用于儲罐頂部氮?dú)鈮毫愣刂疲粤κ降忾y是一種無須外來能源,以彈簧為動力核心利用被調(diào)介質(zhì)自身的壓力來控制閥芯位置變化,達(dá)到自動調(diào)節(jié)和穩(wěn)定壓力的目的,以保護(hù)罐內(nèi)物料不被氮化及儲罐的安全。儲罐內(nèi)壓力升高至設(shè)定壓力時(shí),快速泄放閥迅速開啟,將罐內(nèi)多余壓力泄放。

      氮封閥裝置系統(tǒng)圖.jpg

      自力式氮封閥介紹、氮封裝置原理:

      自力式氮封閥無需外接能源,以被調(diào)節(jié)介質(zhì)的能量作為動力源。

      一種自動控制閥門介質(zhì)流量的穩(wěn)壓裝置,使閥門后面的壓力保持恒定。

      現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于連續(xù)供氣的天然氣生產(chǎn)和輸送、城市燃?xì)饧耙苯?、石油、化工等工業(yè)生產(chǎn)部門。

      該閥的特點(diǎn):控制精度高,可達(dá)到一般ZZY型直動式調(diào)壓閥的2倍左右。

      調(diào)節(jié)大壓差比(如閥前0.8MPa,閥后0.)特別適用于微壓氣體控制。

      在先導(dǎo)器上實(shí)現(xiàn)壓力設(shè)定,方便、快捷、省力、省時(shí),并可在運(yùn)行狀態(tài)下連續(xù)設(shè)定。

      固定頂儲罐自力式氮封閥應(yīng)用案例工作原理:

      (1)氮?dú)饷芊忾y關(guān)閉時(shí),主閥活塞處于密封腔內(nèi)。當(dāng)儲罐壓力等于或大于設(shè)定壓力時(shí),推動隔膜上,氣導(dǎo)閥被推上去,在彈簧作用下上移,將氣導(dǎo)閥上的密封圈壓緊在閥座上,關(guān)閉控制氣體進(jìn)口。專用閥芯腔壓力升高接近氮?dú)庵鞴軌毫?,通道由專用閥芯腔傳至主閥閥芯腔,主閥活塞在氮?dú)庵鞴軌毫Φ淖饔孟? 由于主閥芯上下部的氣體壓力是平衡的,所以主閥芯在自重和彈簧的作用下,在閥門的作用下氮封閥自力式調(diào)節(jié)閥氮封閥自力式調(diào)節(jié)閥,閥門緊緊關(guān)閉。

      (2)氮封閥開啟時(shí)泰科流體控制閥門,當(dāng)儲罐壓力略低于設(shè)定壓力時(shí),膜片因誘導(dǎo)壓力下降而下移,推動氣導(dǎo)閥門打開,氮?dú)馔ㄟ^孔板,氣體先導(dǎo)閥的出口進(jìn)入儲罐,使儲罐內(nèi)的壓力升高,同時(shí)閥芯腔的壓力也隨之增加??諝庀葘?dǎo)閥減小,氮?dú)鈴膶S瞄y芯腔通過內(nèi)部通道進(jìn)入主閥芯腔,活塞面積大于主閥座孔面積,具有彈簧的彈力和重量主閥,所以當(dāng)罐體壓力略低于設(shè)定值時(shí),專用閥芯室和主閥閥芯室的壓降很小,主閥保持關(guān)閉,氮?dú)鈨H從氣體進(jìn)入罐體先導(dǎo)閥。

      氮封閥立邦涂料1.jpg

      二、固定頂儲罐自力式氮封閥應(yīng)用案例注意事項(xiàng):

      氮封閥在儲罐內(nèi)壓力降低時(shí),開啟閥門,向罐內(nèi)充注氮?dú)?,氮封閥必須使用在壓力為0.1MPa壓力以下,如果現(xiàn)場壓力較高,必須安裝壓力調(diào)節(jié)閥將壓力調(diào)降低至0.1Mpa以下才可使用。壓力可按分段設(shè)定,從0.5KPa調(diào) 至66 KPa以下。

      氮封在工業(yè)上很常用,廣泛應(yīng)用于化工、石化、制藥和食品等領(lǐng)域。儲罐氮封是一種向儲存容器與反應(yīng)器的頂部空間填充惰性化氣體的工藝,從而改變氣相空間的氣體組分,通常用于保護(hù)內(nèi)部成分因氧氣存在而發(fā)生氧化、腐蝕、聚合、降解、形成爆炸性混合物等現(xiàn)象。

      《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)(2018年版)5.7.6 規(guī)定:生產(chǎn)或儲存不穩(wěn)定的烯烴、二烯烴等物質(zhì)時(shí)應(yīng)采取防止生成過氧化物、自聚物的措施。如丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯等在有空氣、氧氣或其他催化劑的存在下能產(chǎn)生有分解爆炸危險(xiǎn)的聚合過氧化物。苯乙烯、丙烯等也是不穩(wěn)定的化合物,在有空氣或氧氣的存在下,儲存時(shí)間過長,易自聚放出熱量,造成超壓而爆破設(shè)備。丁二烯在生產(chǎn)、儲存過程中,為防止生成過氧化物而采取的措施:嚴(yán)禁與空氣、氧化氮和含氧的氮?dú)忾L時(shí)間接觸,一般控制丁二烯氣相中含氧量小于0.3%。

      氮封系統(tǒng)通常被設(shè)計(jì)成可在高于大氣壓力的條件下運(yùn)行,這樣可防止外部空氣進(jìn)入容器當(dāng)中。由于許多工藝與應(yīng)用不希望存在空氣中的氧氣與濕氣,因此從石油化工、食品、飲料、制藥與純凈水制造等,許多行業(yè)采用氮封工藝。

      二、固定頂儲罐自力式氮封閥應(yīng)用案例固定頂儲罐和容器的氮封

      工廠有不同類型的儲罐,例如固定頂罐、浮頂罐和內(nèi)浮頂罐。浮頂罐不必氮封、固定頂罐根據(jù)介質(zhì)特點(diǎn)決定是否氮封,內(nèi)浮頂罐有時(shí)會考慮氮封。是固定頂罐的一種簡單氮封方式。在這種設(shè)計(jì)中,氮封閥的設(shè)定值和呼吸閥的呼及吸的設(shè)定值需合理選擇,氮封閥的設(shè)定值介于二者之間,呼吸閥設(shè)定值的大小會影響氮?dú)獾南牧俊?/p>

      對于常壓罐或容器,還可以采用圖-2的方式,通過進(jìn)口(氮?dú)膺M(jìn))和出口(氣相放空)的壓力控制實(shí)現(xiàn)氮封。在罐內(nèi)總是保持一定的壓力,最高不超過10KPa(表壓)。

      ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥65.jpg

      三、固定頂儲罐自力式氮封閥應(yīng)用案例工藝設(shè)備或容器的氮封

      對于不易密閉的工藝設(shè)備或儲罐,可以采用濃度控制的方式來實(shí)現(xiàn)氮封:設(shè)置在線氧分析儀,實(shí)時(shí)檢測設(shè)備或容器氣相部分的氧濃度,并據(jù)此控制氮?dú)獾牧髁?。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約氮?dú)?,可以在較短時(shí)間內(nèi)收回控制系統(tǒng)的投資成本。

      序號

      品  名

      型 號 及 規(guī) 格

      單位

      數(shù)量

      單 價(jià)

      (元)

      金 額

      (元)

      閥體材質(zhì)及其它

      1

      氮封閥

      自力式氮封閥ZZYVP-II DN15 PN16

      法蘭連接  常溫氮?dú)?/p>

      進(jìn)口壓力 0.3-0.6 MPA,出口壓力1 KPA

      6



      閥體304不銹鋼,

      內(nèi)件304不銹鋼

      2

      單呼閥

      帶阻火單呼閥ZXF-7   DN50    PN10

      法蘭連接  常溫氮?dú)?/p>

      起跳壓力2KPA

      1



      閥體304不銹鋼,

      內(nèi)件304不銹鋼

      3

      單呼閥

      帶阻火單呼閥ZXF-7   DN65    PN10

      法蘭連接  常溫氮?dú)?/p>

      起跳壓力2KPA

      1



      閥體304不銹鋼,

      內(nèi)件304不銹鋼

      4

      氮封閥

      自力式氮封閥ZZYVP-II DN25 PN16

      法蘭連接  常溫氮?dú)?/p>

      進(jìn)口壓力 0.3-0.6   MPA,出口壓力1 KPA

      1



      閥體304不銹鋼,

      內(nèi)件304不銹鋼

      5

      單呼閥

      帶阻火單呼閥ZXF-7   DN100    PN10

      法蘭連接  常溫氮?dú)?/p>

      起跳壓力2KPA

      1



      閥體304不銹鋼,

      內(nèi)件304不銹鋼

      固定頂儲罐自力式氮封閥應(yīng)用案例主要參數(shù):

      公稱通徑

      DN15-100mm

      公稱壓力

      PN1.0MPa、PN1.6Mpa、PN2.5Mpa

      法蘭標(biāo)準(zhǔn)

      JB/T79.1-94、79.2-94等

      閥體材料

      鑄鋼(ZG230-450)、鑄不銹鋼(ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti)

      閥芯材料

      硬密封的為不銹鋼,軟密封的為不銹鋼鑲嵌橡膠圈

      閥桿材料

      不銹鋼(1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti)

      流量特性

      快開

      使用溫度

      ≤80℃

      壓力設(shè)圍 (Kpa):

      0.4~0.5;5~10;9~14;13~19;18~24;22~28;27~33;36~44;42~51;49~58;56~66

      膜蓋材料

      A3、A4鋼板涂四氟乙烯

      膜片材料

      丁晴橡膠、乙炳橡膠、氟橡膠、耐油橡膠

      設(shè)定值偏差

      ±5%

      允許泄露量

      VI級(符合GB/T4312-92標(biāo)準(zhǔn))

       

      固定頂儲罐自力式氮封閥應(yīng)用案例優(yōu)點(diǎn):

      氮封閥01.jpg

      a.無需外加能源,能在無電、無氣的場合工作,既方便又節(jié)約能源,降低成本。

      b.氮封裝置供氮,泄氮壓力設(shè)定方便,可在連續(xù)經(jīng)營的條件下進(jìn)行。

      c.壓力檢測膜片有效面積大,設(shè)定彈簧剛度小、動作靈敏、裝置工作平衡。

      d.采用無填料設(shè)計(jì),閥桿所受磨擦力小、反應(yīng)迅速、控制精度高。

      e.供氮裝置采用指揮器操作,減壓比可達(dá)100:1,減壓效果好、控制精度高。

      f.為確保儲罐的安全,需在罐頂設(shè)置呼吸閥。

      g.呼吸閥公起安全作用,避免了常規(guī)氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。

       

      氮封系統(tǒng).jpg

      固定頂儲罐自力式氮封閥應(yīng)用案例結(jié)構(gòu)說明:

      供氮裝置,將設(shè)在罐頂?shù)娜狐c(diǎn)的介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)壓管引入檢測機(jī)構(gòu),介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與與彈簧、預(yù)緊力相平衡。

      當(dāng)罐內(nèi)壓力降低至低于供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí),平衡破壞,使指揮器閥芯,打開,使閥前氣體經(jīng)減壓閥,節(jié)流閥、進(jìn)入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)上、下膜室,打開主閥閥芯,向罐內(nèi)充注氮?dú)?當(dāng)罐內(nèi)壓力升至供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn),由于預(yù)設(shè)彈簧力,關(guān)閉指揮器閥芯、由于主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的彈簧作用,關(guān)閉主閥,停止供氮。

      泄氮裝置,該裝置采用內(nèi)反饋結(jié)構(gòu),介質(zhì)直接經(jīng)閥蓋進(jìn)入檢測機(jī)構(gòu),介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與預(yù)設(shè)彈簧預(yù)緊力相平衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力升高至高于泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí),平衡被破壞,使閥芯上移,打開閥門,向外界泄放氮?dú)?當(dāng)罐內(nèi)壓力降至泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn),由于預(yù)設(shè)彈簧力作用,關(guān)閉閥門。

      氮封閥19.jpg

      固定頂儲罐自力式氮封閥應(yīng)用案例安裝及日常維護(hù):

      1、安裝:
      (1)安裝前,檢查整機(jī)零件是否缺損或者松動,對管道應(yīng)進(jìn)行清洗,介質(zhì)流向應(yīng)與閥體箭頭指向一致。
      (2) 為便于現(xiàn)場維修與操作,閥四周應(yīng)留有適當(dāng)?shù)目臻g。
      (3)閥門應(yīng)正立垂直安裝在水平管道上,閥體與管道的法蘭連接,要注意軸度,并應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不超過-25~55°C的場合使用。
      2、使用
      (1)開啟閥前截止閥,使介質(zhì)緩慢流入閥體
      (2)擰開指揮器護(hù)罩,松開指揮器調(diào)節(jié)螺釘
      (3)調(diào)節(jié)指揮器主彈簧,使閥后壓力***定值
      (4)固定指揮器調(diào)節(jié)螺釘,裝好護(hù)罩,調(diào)壓閥即可開始工作
      (5)不用時(shí),關(guān)閉閥前截止閥
      3、維護(hù)
      (1)拆卸閥門時(shí),要保護(hù)好精密零件的表面,拆裝閥座時(shí),要使用專用工具
      (2)閥芯與閥座,不管修理或者更換,密封面都必須進(jìn)行研磨
      (3)彈簧若有裂縫跡象,必須更換
      (4)密封墊片與0型圈每次檢修時(shí)全部更換,膜片根據(jù)檢查結(jié)果而定。
      (5)閥門平時(shí)維護(hù),只有觀察閥后導(dǎo)壓器上的壓力表是否符合設(shè)計(jì)值要求即可。另外若發(fā)現(xiàn)各連接處有滲漏,可擰緊螺母與螺釘或更換密封墊片與0型圈
      生產(chǎn)ZZYVP-16B帶指揮器自力式氮封閥(儲灌氮封)蒸汽減壓穩(wěn)壓閥等自力式閥。

      固定頂儲罐自力式氮封閥應(yīng)用案例安裝應(yīng)用圖

      氮封閥018.jpg

      固定頂儲罐自力式氮封閥應(yīng)用案例上例以貯罐1KPa為例

      1、ZZDG-16B供氮閥的取壓位置應(yīng)離貯罐(或緩沖罐)較近。
      2、壓力表應(yīng)置于取壓點(diǎn)不遠(yuǎn)處,以免引起不必要的爭議。
      3、ZZDG-16B供氮閥閥后管道不宜太小。
      ZZYVP-16B帶指揮器自力式氮封閥(儲灌氮封)連接尺寸及標(biāo)準(zhǔn)
      法蘭標(biāo)準(zhǔn):GB9113-2000;
      法蘭密封面型式:凸面;
      信號接口:內(nèi)螺紋M16×1.5;
      閥體法蘭及法蘭端面距離可以按用戶的標(biāo)準(zhǔn)制造。如ANSI、JIS、JPI等標(biāo)準(zhǔn)

      四、相關(guān)規(guī)范是如何要求氮封系統(tǒng)的設(shè)置?

      1.《氣封的設(shè)置》HG/T 20570.16-1995

      2.《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》(GB50160-2008)(2018年版)

      6.2.2當(dāng)單罐容積小于或等于5000m3的內(nèi)浮頂儲罐采用易熔材料制作的浮盤時(shí),應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Wo(hù)等安全措施;

      6.2.2條文解釋:對于有特殊要求的甲、乙液體物料,如苯乙烯、加氫原料、丙烯腈等易聚合、易氧化或有毒的液體物料,選用固定頂儲罐或臥式儲罐加氮封儲存也是可行的;

      6.2.4A條款:儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Wo(hù)。

      6.2.4條文解釋:采用固定頂罐或低壓儲罐儲存甲類液體時(shí),為了防止油氣大量揮發(fā)和改善儲罐的安全狀況,應(yīng)采取減少日曬升溫的措施。其措施主要包括固定式冷卻水噴淋(霧)系統(tǒng)、氣體放空或氣體冷凝固流、加氮封或涂刷合格的隔熱涂料等。

      3.《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》(GB 51283-2020)

      5.1.5條文解釋:1)對于會產(chǎn)生高濃度有機(jī)廢氣的反應(yīng)罐、貯罐、過濾器等設(shè)備,為避免與氧氣形成爆炸性混合物,應(yīng)采用氮封系統(tǒng)保護(hù),并以正壓輸送方式輸送到廢氣總管。

      6.2.2條文解釋,對于單罐容積小于100m3或易氧化、易聚合等有特殊要求的甲 B、乙 A類液體物料儲存,可選用固定頂罐加氮?dú)饣蚨栊詺怏w密封。

      ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥堵塞26.jpg

      4.《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50074-2014)

      6.1.2及其條文解釋規(guī)定,當(dāng)選用內(nèi)浮頂儲罐、固定頂儲罐儲存沸點(diǎn)低于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體時(shí),應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Wo(hù)系統(tǒng)。

      當(dāng)采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不大于100m3的臥式儲罐儲存沸點(diǎn)不低于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類液體化工品和輕石腦油時(shí),應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Wo(hù)系統(tǒng)。儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐應(yīng)設(shè)置氮封保護(hù)系統(tǒng)。有些甲B、乙A類液體化工品有防聚合等特殊儲存需要,不適宜采用內(nèi)浮頂儲罐,可選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于50m3的臥式儲罐,但應(yīng)采取氮封等安全保護(hù)措施,典型的易自聚不穩(wěn)定的丁二烯、苯乙烯儲罐,應(yīng)設(shè)置氮封系統(tǒng),防止空氣進(jìn)入儲罐。

      5.《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH/T 3007-2014)